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1、第3讲机械能守恒定律及应用考点考点 1 1 机械能、机械能守恒定律机械能、机械能守恒定律1重力势能重力势能(1)重力做功的特点重力做功的特点重力做功与重力做功与_无关，只与初末位置的无关，只与初末位置的_有关有关路径路径高度差高度差重力势能重力势能重力做功引起物体重力做功引起物体_的变化的变化(2)重力势能重力势能概念：物体由于被举高而具有的能概念：物体由于被举高而具有的能表达式：表达式：Ep_.mgh标量标量大小大小矢标性：重力势能是矢标性：重力势能是_，正负表示其，正负表示其_2弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量弹簧弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量弹簧的弹性势能的大小与形
2、变量及劲度系数有关，弹簧的形变量的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量_，劲度系数，劲度系数_，弹簧的弹性势能越大，弹簧的弹性势能越大3机械能：机械能：_和势能统称为机械能和势能统称为机械能越大越大越大越大动能动能4机械能守恒定律机械能守恒定律重力重力弹力弹力(1)内容：在只有内容：在只有_或或_做功的物体系统内，做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变(2)判断机械能是否守恒的方法判断机械能是否守恒的方法当研究对象当研究对象(除地球外除地球外)只有一个物体时，一般根据是否只有一个物体时，一般根据是否“只有重力只有
3、重力(或弹簧弹力或弹簧弹力)做功做功”来判定机械能守恒来判定机械能守恒当研究对象当研究对象(除地球外除地球外)由多个物体组成时，往往根据是由多个物体组成时，往往根据是否否“没有介质阻力和摩没有介质阻力和摩擦力擦力”来判定机械能守恒来判定机械能守恒 1关于机械能是否守恒，下列关于机械能是否守恒，下列说法正确的是法正确的是 ()A做匀速直做匀速直线运运动的物体机械能一定守恒的物体机械能一定守恒B做匀速做匀速圆周运周运动的物体机械能一定守恒的物体机械能一定守恒C做做变速运速运动的物体机械能可能守恒的物体机械能可能守恒D合力合力对物体做功不物体做功不为零，机械能一定不守恒零，机械能一定不守恒解析：做匀
4、速直解析：做匀速直线运运动的物体与做匀速的物体与做匀速圆周运周运动的物体，的物体，如果是在如果是在竖直平面内直平面内则机械能不守恒，机械能不守恒，A、B错误；合；合力做功不力做功不为零，机械能可能守恒，零，机械能可能守恒，D错误，C正确。正确。答案：答案：C【自主检测自主检测】3高台滑雪运动员腾高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下空跃下，如果不考虑空气阻力，则下)落过程中该运动员机械能的转换关系是落过程中该运动员机械能的转换关系是(A动能减少，重力势能减少动能减少，重力势能减少B动能减少，重力势能增加动能减少，重力势能增加C动能增加，重力势能减少动能增加，重力势能减少D动能增加，重
5、力势能增加动能增加，重力势能增加答案：答案：C4(双选双选)如图如图 5-3-1 所示，小球自所示，小球自 a 点由静止自由下落，点由静止自由下落，到到 b 点时与弹簧接触，到点时与弹簧接触，到 c 点时弹簧被压缩到最短，若不计弹点时弹簧被压缩到最短，若不计弹)簧质量和空气阻力，在小球由簧质量和空气阻力，在小球由 abc 的运动过程中的运动过程中(A小球的机械能守恒小球的机械能守恒B小球和弹簧总机械能守恒小球和弹簧总机械能守恒C小球在小球在 b 点时动能最大点时动能最大D小球小球 bc 的运动过程中加速度先减小后的运动过程中加速度先减小后增加增加图图 5-3-1答案：答案：BD考点 2 机械能
6、守恒定律的应用1机械能守恒定律的三种表达式机械能守恒定律的三种表达式(1)从守恒的角度：选取某一平面为零势能面，如果含有弹从守恒的角度：选取某一平面为零势能面，如果含有弹簧则弹簧处于原长时弹性势能为零，系统末状态的机械能和初簧则弹簧处于原长时弹性势能为零，系统末状态的机械能和初状态的机械能相等，即状态的机械能相等，即 Ek2Ep2Ek1Ep1.(2)从能量转化的角度：系统的动能和势能发生相互转化从能量转化的角度：系统的动能和势能发生相互转化时，若系统势能的减少量等于系统动能的增加量，系统机械能时，若系统势能的减少量等于系统动能的增加量，系统机械能守恒，即守恒，即EpEk.(3)从能量转移的角度
7、：系统中有从能量转移的角度：系统中有 A、B 两个物体两个物体(或更多物或更多物体体)，若，若 A 机械能的减少量等于机械能的减少量等于 B 机械能的增加量，系统机械能机械能的增加量，系统机械能守恒，即守恒，即EAEB.2利用机械能守恒定律解题的一般思路利用机械能守恒定律解题的一般思路(1)选取研究对象选取研究对象物体或系统物体或系统(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒判断机械能是否守恒(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能时的机械能
8、(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek2Ep2Ek1Ep1、EpEk 或或EAEB)进行求解进行求解1两个两个质量不同的小量不同的小铁块A和和B，分，分别从高度相同的都是光滑的斜面和从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的弧斜面的顶点滑向底部，如点滑向底部，如图538所示，如果它所示，如果它们的初速度的初速度为零，零，则下列下列说法正确的是法正确的是 ()A下滑下滑过程中重力所做的功相等程中重力所做的功相等B它它们到达底部到达底部时动能相等能相等 C它它们到达底部到达底部时速率相等速率相等D它它们在最高点在最高点时的机械能和它的机械能和它们到达最低点到达
9、最低点时的机械能大小各自相等的机械能大小各自相等图538答案：答案：CD经典题型探究经典题型探究题型一题型一 机械能守恒条件的理解机械能守恒条件的理解答案答案C题型二 单个物体机械能守恒定律应用1(双选双选)如图如图 5-3-6 所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体M 和和 m，且，且Mm，不计摩擦力及空气阻力，系统由静止开始，不计摩擦力及空气阻力，系统由静止开始运运 动的过程中动的过程中AM、m 各自的机各自的机械能分别守恒械能分别守恒BM 减少的机械能等于减少的机械能等于 m 增加的机械能增加的机械能CM 减少的重力势能等于减少的重力势能等于 m 增加的重力势能
10、增加的重力势能图图 5-3-6DM 和和 m 组成的系统机组成的系统机械能守恒械能守恒答案：答案：BD题型三题型三 多物体组成的系统机械能守恒定律的应用多物体组成的系统机械能守恒定律的应用解解析：析：M 和和 m 各自受重力和绳的拉力，且拉力大小相等各自受重力和绳的拉力，且拉力大小相等，方，方向向相反相反M 下落的过程中，绳的拉力对下落的过程中，绳的拉力对 M 做负功，做负功，M 的机的机械能械能减少；减少；m 上升的过程中，绳的拉力对上升的过程中，绳的拉力对 m 做正功，机械能增加做正功，机械能增加；由由于绳在两侧上升下降的距离相等，即所做正负功绝对值相等于绳在两侧上升下降的距离相等，即所做正负功绝对值相等，则，则 M 和和m 系统机械能守恒系统机械能守恒M 减少的重力势能一部分转化减少的重力势能一部分转化为为m的的重力势能，一部分转化为重力势能，一部分转化为M 和和 m 的动能，所以的动能，所以AC 错错误，误，选择选择 BD.题型四题型四 机械能守恒定律与其它知识的综合应用机械能守恒定律与其它知识的综合应用
